TW464909B

TW464909B - A charged particle beam exposure method and an apparatus therefor

Info

Publication number: TW464909B
Application number: TW085112716A
Authority: TW
Inventors: Yoshihisa Ooae; Akio Yamada; Hiroshi Yasuda; Hitoshi Tanaka
Original assignee: Fujitsu Ltd; Advantest Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 2001-11-21
Also published as: EP0797236A2; KR100250558B1; DE69724175D1; JPH09259811A; US5981960A; JP3827359B2; DE69724175T2; EP0797236B1; KR970067580A; EP0797236A3

Description

464909五、發明說明（ A7B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

本發明有關於一種使用如—電子束般之帶電粒子束的曝光方法及其裝置；且特別是有關於一種藉著它能夠防止由於污染物質在一裝置中之沉積而發生之電子束偏移的曝光方法及其裝置。根據積體電路的高集積度，顯微機械加工技術之新增的研發係成為必要的。其中一種目前的顯微機械加工技術是藉著以如一電子束般之帶電粒子束輻照一晶片或者一光柵光罩（reticle mask)來將該晶片或者該光柵光罩曝光。但在將來，為了應付超顯微機械加工技術所需，將會變成需要直接由該電子束將一晶片曝光。雖然本發明能夠被廣泛地應用於使用一帶電粒子束的晶片曝光，該名詞*電子束〃在此後將會被使用來代替# 帶電粒子束"以簡化說明。在一電子束曝光裝置中，電子係由一電子搶產生並且係由—電場加速俾可產生一電子束。該電子束的形狀和方向係由一電磁透鏡和一偏轉器控制，該電磁透鏡和該偏轉器皆係被設置於一鏡頭筒中。通常，一電子束藉由將它通過一具有指定之矩形形狀的第一縫隙而係被定以形狀及係被給與一矩形的橫截面，而然後藉由將匕通過一第二縫隙，或者具有預定之光罩圖型形狀之熄滅孔徑陣列（BAA)光罩（一般的名稱是傳輸光罩）而係被形成及係被給與一曝光圊型橫截面。雖然該電子束之會聚的半角，其現在具有該曝光圖型橫截面，是被一圓形孔徑限制，該電子束在最後階段係被通過一投影透鏡和一偏轉器，而且係輻照至—晶月或者一光柵光罩，例如。就本紙張尺度適+顏家標準（CNS>A4規格<210% 297公釐 I L — — mill ^--------訂 -- ---- - _ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 4 6 4 9 0 9 A7 B7 五、發明說明（2) 電子束曝光而言，眾所周知的是，約0,05从m或者更小之面積的顯微機械加工能夠在0.02/zm或者更小的定位精度下被執行。然而’也是眾所周知的是’一電子束的定位精度是隨著時間過去而被累進地降級》促成精度之降級的主要要素是被稱為電子束偏移之電子束的定位位移。該電子束偏移的主要起因為由在一投影透鏡附近之靜電偏轉電極處之污染物所引起的充電偏移，和發生在該投影透鏡之上游處的充電偏移》第9圖是描繞在一曝光裝置中之投影透鏡附近的示意圖。一主容室4係被使用來儲存一晶片w，例如，而且一真空狀態係藉由一渦輪分子泵P3被保持在其内。一部份71 是在大氣壓力下’並且儲存一投影透鏡32和一主偏轉器 33，該投影透鏡32是一電磁透鏡’例如。再者，一次偏轉器34及其之掩護物70係被設置於一被抽真空的透鏡柱狀物中。一電子束EB係由該投影透鏡32及該主和次偏轉器33 和34輻照至在該晶片w之表面上之所欲的位置。該晶片W的表面係被正常地塗覆有一由有機材料構成的抗阻薄膜，而且當該晶片W係由一高能量電子東輻照時’一氣體係從該有機材料產生出來。然後，從該有機材料產生出來的氣體不是附著於該掩護物7〇的表面和其他組件的表面，就是在該氣體中的碳元件係由被反射的電子蒸發。結果’一極絕緣污染物CON係被產生在該掩護物70 的表面。而且當電荷，像被反射的電子和次級電子般，係本紙張尺度適用中國@家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <諝先閱讀t'.面之注意事項再填窝本頁) ---- I 訂·！· ,ν- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5 - 46d90 9 A7 ___B7 五、發明說明（3) 被累積在該污染物CON中時，一電場係被產生在該污染物四周，並且致使一從以上輻照出來之電子束的定位位移。該先前所述的圓形孔徑，一光闌（diaphragm)，等等，亦係被設置於該投影透鏡32的上游，而且該污染物能以與所描述之相同的形式出現在那裡並且影響在附近的電場。該電場之分佈的變動致使一電子束的橫向偏移及—電子束的散焦（defocusing)。這些/亏染物係經過一段時間累積。第1 〇圖是顯示一電子束由於該等污染物而發生之改變之趨勢的圖表。水平轴利用月為單位代表時間，而垂直轴代表電子束偏移距離。如由ΐς圖表所顯示般，該電子束偏移距離經過數個月時間逐漸地增加。在第1 〇圖中的例子中，由於一曝光袭置係每三個月清潔一次，該電子束偏移距離緊在清潔之後為〇。然而，當差不多三個月已過去時，該偏移距離到達0 04从 m，其對於一電子束曝光裝置執行顯微機械加工來說是太大的偏移值。如一種用於移去該污染物的方法，本案申請人提出一種用於藉由引入氧氣至該裝置中及感應電漿激磁 (plasmaexcitation)來清潔一曝光裝置之所有組件的方法 (例如，日本申請案第Hei 5_1；58755號，美國專利申請案第號）。然而’根據利用電漿蝕刻的這種清潔方法，该清潔動作不被執行直到一偏移值已到達一特定水平，而且發生到那個時間的偏移係不能避免。如果該裝置係經常本紙張尺度適財驛標準（CNS)A4規格γ21ϋ χ挪公髮） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝--------.訂---------線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -- 464909 經部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 被清潔俾可儘可能縮小該偏移距離的話，該電子束曝光裝置的有效要素係被降低。再者，由於一高頻率電流的產生隨著電媒·激磁發生’電鍍在一筒或者一電極之陶器上的金屬係被濺射’而且這些組件每隔數次裝置清潔便必須定期地被替換》為了解決以上所述的缺點，本發明之一目的係來提供一種帶電粒子束曝光方法及其裝置，藉著它，隨著時間過去而發生之電子束偏移的增加能夠被防止。本發明之另一目的係來提供一種帶電粒子束曝光方法及其裝置’藉著它’臭氧係被引入至一鏡頭筒和一主容室俾供清潔曝光的同時執行及藉著它，由於臭氧之引入之惡性的影響能夠被防止。本發明之額外的目的係來提供一種帶電粒子束曝光方法及其裝置，藉著它，一電子搶的陰極能夠受到保護而不被臭氧的引入所損害。本發明之又一目的係來提供一種帶電粒子束曝光方法及其裝置，藉著它，沿著一電子束上游的金屬組件能夠避免因臭氧的引入而過度地氧化。本發明之又再一目的係來提供一種帶電粒子束曝光方法及其裝置，藉著它，即使有該臭氧引入而電子束依然無法到達之組件的表面能夠被有效地清潔。為了達到以上之目的，根據本發明之一特徵’ 一種帶電粒子束曝光方法，其中，一帶電粒子束係以圖型資料為基礎被定以形狀而且被定以形狀的帶電粒子束係輻照至在 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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464909 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（5) 一樣品上之所欲的位置，係包含如下之步驟：在真空狀態下’分隔-第-容室和一第二容室，該第一容室包園一用於產生-帶電粒子束的電子搶，該帶電粒子束係通過該第二容室且在該第二容室中，該帶電粒子束係被定以形狀並且被偏轉俾可輻照到在該樣品上之該所欲的位置；及引入臭氧氣體至該第二容室内。由於臭氧氣體不被引入至該電子搶被儲存的該第一容至内，該電子槍之陰極的氧化及對於該電子搶之陰極的損害能夠被防止發生。根據本發明的另一特徵，一種帶電粒子束曝光方法，其中，一帶電粒子束係以圖型資料為基礎被定以形狀而且該被定以形狀的帶電粒子束係輻照至在一樣品上之所欲的位置，係包含如下之步驟：引入臭氧氣體至一容室内，該帶電粒子束係通過該容室而且在該容室中，該帶電粒子束係被定以形狀且被偏轉俾可輻照至該所欲的位置；及設定在該容室中的臭氧氣體濃度因此在沿著該帶電粒子束下游的濃度係比沿著該帶電粒子束上游的濃度高β 以上之目的藉由另一種帶電粒子束曝光方法亦係被達到，其中，在該容室内之臭氧氣體的濃度在一個帶電粒子束之電流是細小的區域中係比在一個帶電粒子束之電流是巨大的區域中高。結杲’由於在該帶電粒子束之電流是巨大之上游容室中之臭氧氣體的濃度是低的，對於該等組件由活性氧之氧化所引起的損害能夠被防止，而且用於自我清潔之適量的 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂.！ ί -----線.

.F 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -R - > 4649 0 9 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6) 臭氧氣體能夠被供應在該帶電粒子束之電流是細小的下游。根據本發明之—額外的特徵，-種帶電粒子束曝光方法，其中，一帶電粒子束係以圖型資料為基礎被定以形狀而且該被定以形狀的帶電粒子束係輻照至在一樣品上之所欲的位置’係包含如下之步驟：引入臭氧氣體至一容室内，該帶電粒子束係通過該容室且在該容室甲，一真空狀態係被保持；及引入用於散射通過該容室之該帶電粒子束的氣體。該用於散射的氣體包括氧氣或者如氦、氬、或氖般的其中一種稀有氣體。就這方法而言’一帶電粒子束係被散射於該容室中，而且隨著活性氧能夠被供應至習知地位於一電子束流後面之組件的表面，該裝置能夠被徹底地清潔。本發明之目的能夠藉著一種使用以上之曝光方法的曝光裝置來被達到。第1圖是描繪本發明之一實施例之電子束曝光裝置的示意圖；第2圖是描缚一電子搶的示意圖；第3圖是顯示在第一和第二缝隙與一電子束之間之關係的圖示；第4圖是顯示電子束散射的圖示；第5圖是描繪該電子束曝光裝置之整體結構的圖示；第6圖是描繪該電子束曝光裝置之結構之詳細的圖示；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 χ 297公釐） 1 u 1 ! I . I I I ! I I 訂 I I I l I I ! (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 464909 ,. ► < A7 ____Β7_ _ ____ 五、發明說明（7) 第7圖是描繪一次偏轉器及其之週邊設備之結構的圖不 j 第8圖是顯示在該電子束曝光裳置之一鏡頭筒之枉狀物中之每個區域，與一電流值和一臭氧分壓值之間之關係的示意圖；第9圖是描繪一種用於說明問題之電子束曝光裝置的不意圖；及第10圖是顯示電子束偏移隨著時間過去之改變的圖表。本發明之較佳實施例現在會配合該等附圖來被描述。然而’本發明之技術範圍並不受限於這實施例^關於一電子束之使用的說明會被作出’該電子束是其中一種帶電粒子束。第1圖是描繪被使用於說明本發明之一實施例之電子束曝光裝置的示意圖。該電子束曝光裝置包含一鏡頭筒，該鏡頭筒係由儲存一電子槍14之一容室1、儲存一對準透鏡（alignment Iens)36和一第一縫隙的一容室2、和儲存一偏轉器5, 一第二缝隙或者光罩20, 一偏轉器6，——圓形孔徑光闌27，一投影透鏡和一偏轉器7的容室3a、3b和3c所構成，該電子束曝光裝置更包含一主容室4，一晶片w係被儲存於該主容室4内。工作台35a和35b亦係被儲存於該主容室4内而且在固持該晶片w時以方向X和γ移動。一渦輪分子泵P2主要地產生一真空狀態在該鏡頭筒内，而一渦輪分子泵P3主要地產生一真空狀態在該主容本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)' ·1111111 --------- r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1Λ _ 464909 A7 B7 五、發明說明（8) 室4内，該主容室4具有一個比該鏡頭筒大的容積。一離子泵P1保持在該電子搶14之容室1内的抽真空狀態。該離子果P1不能夠藉著以空氣壓力將在該容室1内的空氣撤離來形成真空狀態’但只要該渦輪分子泵P2產生真空狀態到一程度’它便能夠保持該容室的抽真空狀態。雖然該離子系的原理是眾所周知的並因此不被詳細描述，簡而言之，一被離子化的金屬性材料’如鈦般，係被使用於該離子泵來吸收氣體俾可保持一抽真空狀態。該電子束曝光裴置的原理係如下。該鏡頭筒的該等容室係被抽真空來得到例如，1 X 10_5Τ〇ΙΤ (約1 X 1〇-3pa )的高真空狀態，而且一電子束係由該電子搶14發射出來。該被發射的電子束是沿著該軸線對準的，而且係由該第一缝隙15定以艰狀來提供一預定矩形的電子束。該矩形的電子束係被反射及指引到該第二縫隙或者該光罩2〇之所欲的位置’如由斷續線所指示般，結果該電子束具有一圖型，在那裡該第一縫隙15與該第二縫隙或者光罩2〇是重疊的。最後，該電子束的路徑係由圓形孔徑光闌27限制，而且該電經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (諝先閲缋背面之注意事項再填窝本頁) 子束係由該投影透鏡和該偏轉器7被聚焦在該晶片w上之所欲的位置。在這實施例中，臭氧係被引入至該電子束曝光裝置的該等容室内。該被引入的臭氧係藉著與電子束的碰撞而被分離成氧和活性氧。該活性氧與被累積在或者被沉積在該等組件之表面上的碳污染物起化學反應作用。該起化學反應作用的氣體藉此係被擴散為碳氧化物氣體或者二氧化碳本紙張尺度適財關家標準（CNS)A4規格（2W χ挪公楚1 464909 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（9 > 氣體因此電子束偏移的發生係被防止。一臭氧發生器8產生臭氧’臭氧係組由一個自由地開啟和關閉的閥9及質量流量感測器MFS1、MFS2和MFS3被引入至該等容室内。然而，係有由臭氧之引入引起的若干問題。首先，由臭氧之引入所產生的活性氧具有導致電子搶之陰極電極之氧化之惡性的影響。由於高電壓係被施加至該電子搶的陰極電極而其之溫度係因此尤其高的（例如，16〇〇。〇)，臭氧必須被防止進入電子搶14係被定位的容室1内。其次’由於臭氧的出現，金屬組件會很快被氧化在該電子束的上游區域’在那裡該電子束放射的量是巨大的。該臭氧清潔動作最好係被執行在該投影透鏡面對該晶片w 的附近’在那裡主要的污染物出現。在該電子束的下游部 .份’該電子束是弱的而因此從臭氧產生出來之活性氧的量亦係被降低，然而在經常之清潔動作不被要求的該上游部份’該電子束是強的’而據此大量的活性氧係被產生因此該第一縫隙板.15 ,例如，由於氧化而係必須被經常地替換。第二’由於不同的組件係錯综複雜地在該裝置中，並非它們的所有部份係被電子束及其之被反射的電子轄照到。那就是，在電子束變成分子流的高真空狀態下，電子束係根據電場的分佈而只被導引筆直向前，而因此係難以只藉著引入臭氧而將在如此之電子束流後面之部份上的污染物移去》要解決第一個問題，在這實施例中，有該電子槍“被定位在其中的容室1係在真空狀態下與其他容室2、3和4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之'注意事項再填寫本頁) 裝 1 訂---------嗓 -12- A7 ^64909 _______B7___ 五、發明說明（l〇 ) 隔開來’因此臭氧係只被引入至該等容室2、3和4内。更明確地，一孔板0R1係被設置在一陽極13的孔徑Αρι處，其形成在有該電子搶14被定位的容室1與在它下面的容室2 之間的一分界線〇藉著使用該孔板OR1，該孔徑API的尺寸係被保持儘可能小。再者一閥B1係被設置在該渦輪分子泵P2與該'容··室1之間<•以這種結構，該閥b 1當真空狀態由空氣的抽取而被產生時係被開啟且當特別高的真空狀態獲得在該容室時係被關閉，因此高真空狀態係由該離子泵 P1保持在該容室内。在這種形式下，該分子流的傳導在該孔徑AP1處變得極高，該孔徑AP1的尺寸係由該孔板OR1減小。此外，當該閥B1被關閉時’被供應至該等容室2和3的臭氧不被引入至有該電子搶14被定位的容室1内。高真空狀態係被保持在有該電.子槍14被定位的容室1中，而低真空狀態係被保持在其他容室2和3中。換句話說，空氣係在不同壓力下從該等容室1和2排出》第2圖是描繪該電子搶14的示意圖。因為高電壓係被供應至該電子搶14，它包含由來自一殼體之玻璃141所支持的燈絲142 ;由LaB6形成的陰極電極11 ;用於限制電子束的一栅極12;及用於加速該電子束的一陽極電極13。在這實施例中，一孔板OR1係被設置於該陽極電極13處來限制該孔徑API。以該先前的配置’在該電子束之上游之金屬組件被氧化的第二問題能夠被解決。更明確地，一較高的真空狀，熊本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) M.----I!丨訂--------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -η _ 464909

五、發明說明（11 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製係被保持該上游容室中，在那裡該電子束的量係最大的，而一較低的真空狀態係被保持在該下游容室’在那裡電子束的量是較小的但污染物有被沉積的傾向。再者，該質量流量感測器MFS2和MFS3係如所需受控制以降低在該 MFS2中的流動速率。在這形式下，在每個容室内臭氧的濃度係如此被控制以致於與該電子束的量成反比。結果，由於氧化而對於該等在上游之金屬組件的損害能夠被避免。再者，該第二問題亦能夠在不分於該上游部份抑或該下游部份上，臭氧風體之漢度在一容室中於該電子束具有大電流之一部份内是低的，及臭氧氣體之濃度在一容室中於該電子束具有小電流之一部份内是高的之如此—種形式下被解決。第3圖是顯示在電子束與該第一和第二缝隙之間之關係的圖示。由該電子搶14發射出來的電子束£3係由於該第一縫隙15的作用而被給與一指定的矩形形狀。該電子束 ΕΒ然後被形成成具有一圖型形狀ebc的電子束，在該圖型形狀中該第一縫隙15和該第二缝隙或者該光罩2〇係重疊的。被形成的電子束EBC係由在第1圖中的圓形孔徑27限制’而且係由該投影透鏡7縮減，而該最終的電子束係被使用來輻照在該晶片W上。電子束的量在第1圖中之電子束的上游部份是大的，而在下游部份是小的。因此’當臭氧係在相同的濃度下被引入到上游和下游時’首先，由於臭氧引起之氧化的影響本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） (請先閱锖背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ II訂--------線 I. ,14 - 464909 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印Μ 五、發明說明（12) 在該上游部份不能夠被輕視。其次，雖然在該上游的電子束係稍後被縮減，剛在該投影透鏡7之前的電子束，在最後的階段’不能夠再進一步縮減。即使當一充電偏移由於污染物而係發生在上游時，因此該電子束係稍後被縮減且該偏移距離係據此被縮減。另一方面，由於發生於該最後階段的充電偏移不被縮減，在該最後階段的偏移對一曝光圖型具有一不利且大的影響。因此，在這實施例中’臭氧的濃度在沿著電子束的上游是低的因此由於氧化引起的影響係被減至最小，即使該自我清潔效果不是太大，而臭氧的濃度在下游是高的以致於得到最大的自我清潔效果。再者，由於在該下游部份電子束的量是小的，即使有較高濃度的臭氧，由於氧化引起的不利影響不會像在該上游部份一樣的大。明確地，如在第1圖中所顯示般，臭氧係分別經由該等質量流量感測器MFS2和MFS3被引入至有該第一縫隙）5 被定位在其中的該容室2和該下游容室3内β在這情況中，臭氡通過該質量流量感測器MFS2的流動速率係比通過該質重im*复感.測MFS3的流動速率低。再者，一第二孔板 0R2係被定位在該容室2與該容室3之間來限制該孔徑Ap2 俾可增加分子流傳導。-中度真空狀態係藉著降低該闊B2 之開啟的程度來提供給該容室2，而一低真空狀態係提供給該等容室3和4。在每個容室中之特定的真空狀態係如下：容室 1 : 1 X 10-M X 1〇-6Τοη· (諳先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裒 ----訂---------線 Ρ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 464909 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（i3 ) 容室2 : lxi〇-6_5xl〇-6 T〇rr 容室 3、4 : 5 X 1 〇-6·2 X 1 Ο·5 Τοιτ。就一電子束的量作為例子，假設由該電子搶14所發射出來之電子束的量是i mA，而當該電子束係被通過該第一缝隙15時’該電子束是，例如，20 // A »然後，當該電子束係被通過該第二缝隙或者該光罩20時，該電子束是，例如’ 10仁A，而隨著它係被通過該圓形孔徑27時，該電子束係被降低到，例如，5仁A。至於有關污染物在不能直接由來自該電子搶之電子束輻照之隱藏部份的第三問題，在這實施例中，氦（He)，其中一種稀有氣體，係除了臭氧之外被引入。如先前所描述般，高真空狀態係被保持在該電子束曝光裝置，在那裡一分子流係在沒有黏滯流動之下被提供。在這形式下，該線性電子束EB的放射係被保證。然而，該電子束eb係只線性地發射向下游，且只反射電子，其係由一縫隙板和一孔徑板反射，而_該等聯合的第二電子係被散射。因此，該電子束EB不被供應到該等隱藏部份，因此並非所有的内部組件能夠徹底地被清潔。第4圖是用於說明該電子束eb藉著氦之引入之散射的圖示。如在第4圖中所顯示般’由於該電子束eb係藉著為其中一種稀有氣體之氦的引入來被散射，該等隱藏部份亦能夠被清潔。與臭氧一起被引入的氣體不受限於氦，而係可以為另一稀有氣體，如氖或者氬般。當氧氣〇2被引入時，該電子束能夠在不具任何對於該裝置不利影響之下被本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） <諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ i I I I ---^---------^ 46 49 0 9 A7 ____B7_______ 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 散射。然而，由於氮（N)是在該容室中帶有一正電荷的原子，即使它係被插入’氮的正離子係在舆該電子束之流動方向相反的方向被加速、碰撞該電子搶14、及損害在該電子槍14之末端的陰極電择。因此，氮不是一種最好被使用的氣體。以上所述的電子束曝光裝置係被使用來執行正常的電子束曝光且臭氧和另一種氣體的混合物係被引入至該裝置來散射該電子束。就在由該曝光過程所引致的污染物被沉積時’清潔動作係藉著利用從臭氧產生出來的活性氧來被執行。因此’當臭氧氣體係如此被引入以致於使污染物被沉積的程度與清潔動作被執行的程度平衡時，緣於以上所述之充電偏移之在水平方向和在垂直方向上的電子束偏移能夠被防止。再者’緣於臭氧之引入之對於電子搶的損害能夠被防止’且對於沿著該電子束之上游部份之金屬組件的氧化損害亦能夠被防止。〔特定的配置〕本發明之實施例之電子束曝光裝置的詳細配置現在會配合附圖作說明。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第5圖是描繪'該電子束曝光裝置之整體結構的圖示。雖然本發明能夠被應用於一種使用帶電粒子束的曝光裝置，一種電子束曝光裝置係被說明作為一例子◊該曝光裝置包括一曝光單元10和一控制單元50。被設置於該曝光單元10 t的透鏡和偏轉器係由該控制單元50控制。在該控制單元50中，被記錄於一記錄媒體，如一磁碟般，的圖型資本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Α7 Β7 464909 五、發明說明（15) 料係經由一界面53輸入，並且係被轉換成該曝光過程所需的驅動訊號。在該曝光單元10中的該等透鏡和偏轉器係根據該等驅動訊號來被驅動。第6圖是一個有該曝光單元1 〇係特別被描繪在其中的圖示。該曝光單元10的結構在說明的過程期間藉著配合第 6圖而係能夠較佳地得以了解。首先’該曝光卓元10會被說明。該電子搶14，一電子束產生源’包括該陰極電極11、該栅極電極12和該陽極電極13，如同以上所描述般。一孔板係被定位在讓陰極電極 13，而其之孔徑API的開啟係被限制。該電子束係經由該用於軸線配合的對準透鏡36和一透鏡16A (在第5圖中未被顯示）來被投射至該第一缝隙15。該第一縫隙15正常地具有一被矩形地定以形狀的孔徑，藉著該孔徑該電子束係被給與一矩形形狀。該矩形的電子束在通過一透鏡16B之後進入一缝隙偏轉器17。該縫隙偏轉器17係由一修正偏轉訊號S1控制。標號37標示一對準線圈。該傳輸光罩20’其具有數個貫孔，如矩形開口和預定的方塊圖型開口般，係被使用作為圖型來給與電子束一所欲的形狀。為.了偏轉該電子束至一所欲之圖型開口位置，電磁透鏡18和19及偏轉器21到24係被設置在該傳輸光罩20 之上和之下。該傳輪光罩20係被安裝在一工作台上，該工作台係可在水平方向上移動的。以該以上述之形式被定以形狀之電子束對該晶片W的幸S照係由一媳滅電極（blanking electrode)25控制，一媳滅本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—---訂---------線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * η 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 4 6 4 9 0 9 A7 B7 五、發明說明（16) 訊號SB係被供應至該熄滅電極25。標號38標示另一對準線圈》該電子束’由該媳滅電極2 5保持在ON狀態，通過一透鏡26和該圓形孔徑光闌27。該圓形孔徑光闌27是一種該開口之尺寸能夠被控制至一程度的光闌。一電子束的會聚半角係以這圓形孔徑光闌27控制》該電子束形狀最後係由一再聚焦線圈28和一電磁透鏡29調節。一聚焦線圈30係被使用來將一電子束聚焦到要被曝光的一目標表面上，而一激勵線圈（sting coiI)31糾正像散現象。在最後階段’該電子束係由該投影透鏡32縮減到曝光所需的尺寸，並且係由該主偏轉器33和該次偏轉器34聚焦在該晶片W的表面上，該主偏轉器33和該次偏轉器34係由曝光位置決定訊號S2和S3控制。該主偏轉器33是一電磁偏轉器，而該次偏轉器34是一靜電偏轉器。其次，該控制單元50會被說明。如先前所描述般，該曝光圖型資料係被儲存於記憶體51，而且係由一 CPU 52 讀取和執行。該被得到的繪圓資料係經由一界面53傳輸至一資料記憶體54和一順序控制器^0。該繪圖資料包含至少顯示在該晶片W上之要由該電子束曝光之位置的資料，和顯示在該傳輸光罩20上之一被選擇之圖型的光罩資料。一圊型控制器55根據要被繪製的光罩資料傳送位置訊號P1至P4至該等偏轉器21至24，每個位置訊號P1至P4指定在該傳輸光罩20中的其中一個貫孔。該圖型控制器55亦計算出一個與在一要被繪製之圖型形狀與被指定之貫孔之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀觉面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------竣 -19-

五、發明說明（17) 形狀之間之一差異相符的補償值Η，並且傳輸該補償值η 至-數位類比轉換器和—放大器56。該放大器56發送一修正偏轉訊號S1至該偏轉器17。再者，根據該等被選擇之貫孔的位置，該圖型控制器55控制一光罩移動機構57來在水平方向上位移該傳輸光罩2〇β 響應於來自該圖型控制器55的一控制訊號，一熄滅控制電路58經由一放大器59傳送一熄滅訊號8丑至該熄滅電極25。然後，該電子束輻照的〇N/〇FF狀態係被控制。該順序控制器60從該界面53接收顯示供繪圖之位置的資料，並且提供一繪圖過程順序的控制。一工作台移動機構61根據來自該順序控制器6〇的—控制訊號在水平方向上移動該工作台35。該工作台35的位移距離是由一雷射干涉儀62偵測，並且係被傳輸至一偏轉控制電路該偏轉控制電路63根據該工作台的移動距離及從該顺序控制器6〇接收的曝光位置資料分別傳送偏轉訊號82和S3至該主偏轉器33和該次偏轉器34。通常，例如，2i1〇mm的偏轉矩形範圍儀由該主偏轉器33偏轉’而，例如，的矩形次範圍是由該次偏轉器34偏轉。與在第1圖中所顯示的不同是，在顯示該電子束曝光裝置之結構之第6圖中的詳細圖示中’由該臭氧發生器8所產生的臭氧氣體係經由該等質量流量感測器MFS2、 MFS3、MFS4和MFS5分別供應至該等容室2、3a、3c和3b。該電子束的里係按照邊專容室2、3 a、3 c和3 b的順序被縮減。由於該電子束的量在上游容室中是大的’要被供應至本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,.^i------訂！ — I ·線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 464909 Α7 ___Β7_____ 五、發明說明（18 ) 那裡的臭氧氣體係被縮減。其他的運作是與在第1圖中的一樣。第7圖是描繪該次偏轉器34及其之週邊設備之舉例結構的圖示。該次偏轉器34直接面對該晶片W，該晶片w是一樣品，且是其中一個污染物傾向於很容易由在該晶片表面上之塗覆抗蝕劑所產生之氣體所沉積的部份。由一種絕緣材料製造而成的一圓柱形組件56a係被定位在第7圖中之該次偏轉器34的上部。該圓柱形組件56a是中空的，而且具有一凸緣57在其之頂部末端。這些組件的表面係被電鍍有導電薄膜。該凸緣57係經由一〇形環59固定至該曝光裝置的一架體元件60。另一個由一種絕緣材料製造而成的圓柱形組件56b係被定位在該次偏轉器34的下部’而且亦係設置有一凸緣58。該凸緣58直接面對該晶片 W ’其是一樣品’而且係被定位在該鏡頭筒之最低的末端。這些組件亦係被電鍍有導電薄膜而且係被接地。該次偏轉器34係被覆蓋有另一個由一種絕緣材料製造而成的圓柱形組件61。被定位在該圓枉形組件61之底端的一凸緣62係經由一〇形環63固定至一架體元件64。該等架體元件60、64和66係由一種絕緣材料形成。該鏡頭筒之内部的結構是極複雜且難以了解的，而且由絕緣材料製造而成的組件是到處皆有。因此，從一抗蝕劑’等等’產生出來並包含碳為主要元素的污染物係被沉積在這些組件的表面上，而這樣產生一充電偏移。為了清潔在該複雜結構中之内部組件的表面，係有需要藉由使用本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ视公愛） -----------— .'k— <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) '5 . 線( 464909 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（19 ) 氦’等等’來散射一電子氣體β 第8圖是顯示在由該電子朿曝光裝置之鏡頭筒所構成之柱狀物中之每個區域，與一電流值和一臭氧分壓值（濃度）之間之關係的示意圖。該等個別的區域，除了該電子搶容室之外，係被顯示在該柱狀物中。在這例子中，該柱狀物係被分成四個區域：該容室2，其係由該第一缝隙15 限定；該容室3a ’其係由該光罩20限定；該容室3b，其係由該圓形孔徑27限定；及該等下游容室3(；和4，在其中該樣W係被儲存。在該等個別區域中之電子束的電.流係隨著該電子束通過對應的縫隙或者光罩而被縮減，而在每個區域中之笮子束之舉例的電流強度係被顯示在第8圖中。從第8圖清楚可見，臭氧的濃度（分壓）係隨著電流的強度被縮減而增加。換句話說，臭氧的濃度在電子束之電流是高的區域中係被縮減，而臭氧的濃度在電子束之電流是低的區域中係被增加》當該曝光過程係著由使用以上所述的電子束曝光裝置執行時，隨著時間過去而發生之電子束偏移的建立係能夠避免的*換句話說，經過一段時間該電子束偏移變得愈益增加，如由第10圖中之斷續線所顯示般，报少發生。因此，被習知地執行之定期的清潔及翻修係不需要的。如以上所述，根據本發明，在一帶電粒子束曝光裝置中之污染物的沉積，其係由臭氧的引入所導致，能夠被防止。因此，由於因污染物而起之電荷之獲得所引致之電子束偏移的發生能夠被防止。結果，曝光裴置的有效要素本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注ί項再填寫本頁) 裝I丨丨訂--------•線 464909 A7 B7 五、發明說明（2G) 能夠實質上增加。元件標號對照表經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 主容室 W 晶片 P3 渦輪分子泵 71 部份 32 投影透鏡 33 主偏轉器 34 次偏轉器 70 掩護物 EB 電子束 CON 污染物 14 電子搶 1 容室 36 對準透鏡 2 容室 5 偏轉器 20 第二缝隙或者光罩 6 偏轉器 27 圓形孔徑光闌 7 偏轉器 3a 容室 3b 容室 3c 容室 4 主容室 W 晶月 35a 工作台 35b 工作台 P2 渦輪分子泵 PI 離子泵 15 第一缝隙 8 臭氧發生器 9 閥 MSF1質量流量感測器 MSF2質量流量感測器 MSF3質量流量感測器 OR1孔板 13 陽極 API孔徑 B1 閥 142 燈絲 141 玻璃 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 464909 B7 五、發明說明（21) 11 陰極電極 12 柵極 OR2第二孔板 AP2 第二孔徑 10 曝光單元 50 控制單元 53 界面 36 對準透鏡 16A透鏡 16B 透鏡 17 縫隙偏轉器 S1 修正偏轉訊號 37 對準線圈 18 電磁透鏡 19 電磁透鏡 21 偏轉器 22 偏轉器 23 偏轉器 24 偏轉器 25 _媳滅電極 SB 媳滅訊號 38 對準線圈 26 透鏡 28 再聚焦線圈 29 電磁透鏡 30 聚焦線圈 31 激勵線圈 S2 曝光位置決定訊號 S3 曝光位置決定訊號 51 記憶體 52 CPU 54 資料記憶體 60 順序控制器 55 圖型控制器 P1 位置訊號 P2 位置訊號 P3 位置訊號 P4 位置訊號 Η 補償值 56 數位類比轉換器和放大器 57 光罩移動機構 58 熄滅控制電路 59 放大器 61 工作台衝動機構 62 雷射干涉儀 63 偏轉控制電路 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 46 49 0 9 Α7 Β7 五、發明說明（22) 56a 圓柱形組件 57 凸緣 60 架體元件 59 0形環 58 凸緣 61 圓柱形組件 62 凸緣 64 架體元件 63 0形環 66 架體元件 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、表----

IU 訂---------線 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

A8B8C8D8 464909 六、申請專利範圍 1. 一種帶電粒子束曝光方法，其中，一帶電粒子東係以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖型資料為基礎被定以形狀，並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該方法係包含下列步驟：在真空狀態下，分隔一包圍一產生帶電粒子束用的電子搶之第一腔室及一第二腔室，並且該帶電粒子束係被通過該第二腔室、被定以形狀並被偏轉，俾可輻照到該所欲的位置；當帶電粒子束被輻照穿過該腔室時，引入臭氧氣體至該第二腔室内；及在該第二腔室内，於一個帶電粒子束之電流被縮小的位置處*保持一沿該帶電粒子束之下流區域處之臭氧氣體的濃度較沿該帶電粒子束之臭氧氣體上游的濃度大。 2. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束曝光方法，更包含有下列步騾：保持該第二腔室中的真空壓力比在該第一腔室内的真空壓力大。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子東曝光方法，係進一步包含有一個具有一小孔的孔板，被設置在該第一腔室與該第二腔室之間，其中位於該孔處的氣體流量通導率被減少》 4. 一種帶電粒子束曝光方法，其中，一帶電粒子束係以圖型資料為基礎被定以形狀，且該被定以形狀的帶電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 464909 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍粒子束被韓照至一樣品上之所欲的位置，該方法包含下列步驟：引入臭氧氣體至一腔室内，該帶電粒子束係被通過該腔室、被定以形狀並被偏轉，俾可輻照到該所欲的位置；及保持該臭氧氣體濃度在該容室中因此沿著該電子束下游的濃度係比沿著該電子束上游的濃度高。 5. 如申請專利範圍第4項所述之帶電粒子束曝光方法，更包含如下之步驟：在該帶電粒子束正通過該腔室被輻照的同時，在該腔室中保持該臭氧氣體濃度，使得在帶電粒子束的電流被縮小的位置處，位於沿該帶電粒子束下游區域處的臭氧氣體濃度比沿該帶電粒子束上游的臭氧氣體濃度來得高。 6. 如申請專利範園第4項所述之帶電粒子束曝光方法，其中該輕室係被分隔成該上游區域及該下游區域，該上游腔室係包圍一個以帶電粒子束輻照的第一缝隙，且帶電粒子束在通過該第一縫隙後會通過該下游區域，該方法進一步包含下列步驟：保持真空狀態V因此該上游區域中的臭氧氣體濃度比該下游容室中的臭氧氣體濃度低。 7. 如申請專利範圍第6項所述之帶電粒子束曝光方法，係進一步包含下列步驟：分別將臭氡氣體引入該上游區域和該下游區域本紙張尺度適用中國國家標準（C]srS)A4規格（210 X 297公楚〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 46 49 〇 9 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍内；及 (請先閱諳背面之注意事項再填寫本頁) 保持在該上游區域中被引入的臭氧氣體的流動速率比在該下游區域中的低。 8- —種帶電粒子束曝光方法，其中一帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀，且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該方法包含下列步驟：將臭氧氣體引入一腔室中，該帶電粒子束係被通過該腔室、被定以形狀 '並被偏轉，俾可被輻照至該所欲的位置；及在該帶電粒子束正通過該腔室被輻照的同時，保持在該帶電粒子束之電流是小的區域内之臭氧氣體濃度比在該帶電粒子束之電流是大的區域内之臭氧氣雜濃度來得高，其中臭氧氣體濃度沿著該帶電粒子處在帶電粒子束電流被減少之位置處被增加。 9. 如申請專利範園第8項所述之帶電粒子束曝光方法，進一步包含下列步騍：經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製保持該帶電粒子束的電流是小的區域之壓力較在該帶電粒子束之電流是大的區域中的高。 10. —種帶電粒子束曝光方法，其中一帶電粒子束係以圖型資料為基礎被定以形狀，而且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該方法係包含下列步驟：將臭氧氣體引入一腔室中，該帶電子粒子束係本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 9 ο 9 Λα 6 A8B8CSD8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通過該腔室’並當該帶電粒子束正通過該腔室被輕照時在該腔室中維持一個高真空狀態；及引入用於散射通過該腔室之該帶電粒子束之氣體。 11‘如申請專利範圍第10項所述之帶電粒子束曝光方法，其中該用於散射該帶電粒子束的氣體包括氧氣或是一種來自組成氦、氬、和氖的群組之稀有氣體。 12. —種帶電粒子束曝光裝置，其中一由帶電粒子搶所產生的帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀，並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該裝置係包含有：一第一腔室，係包圍一產生該帶電粒子束之帶電粒子槍；一第一真空泵’係用以在該第一腔室中保持一第一真空狀態；經濟部智慧財產局貝工消費合作. 社印製一第二腔室’於其中該帶電粒子束係被通過、被定以形狀、並被偏轉，俾可被輻照至該所欲的位置：一第二真空泵，係用以在該具有較該第一真空狀態高的壓力之第二腔室中保持一第二真空狀態；氣體引入構件，係用以將一濃度的臭氧氣體引入該第二腔室中；及一孔板，係被設置於該等第一與第二腔.室之間，以分隔該等腔室，其中在該帶電粒子束正通過該第二腔室被輻照的同時，謫臭氧氣體被引入到該第二腔本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -29- 46 49 0 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍至，並且在該帶電粒子束的電流被減少之位置處，在該第二腔室中沿著該帶電粒子束下流之臭氧氣體濃度比沿著該帶電粒子束之上游的臭氧氣體濃度大” 13· —種帶電粒子束曝光裝置，其中一帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀，並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該裝置係包含有·· —腔室，該帶電粒子束係被通過該腔室’該腔室係被分隔成一上游腔室及一下游腔室；一真空泵’係用以在該上游腔室中保持一第一真空狀態；一真空泵’用以在具有較該第一真空狀態高的壓力之下游腔室中保持一第二真空狀態；及氣體引入構件，係用以將一濃度的臭氧氣體引入到該腔室中，其中當該帶電粒子束正通過該腔室被照射時該臭氧氣體被引入至該腔室，在該帶電粒子束的電流被減小之位置處，沿著該帶電粒子束之臭氧氣體下游的濃度較沿著該帶電粒无束之上游的大。 14‘一種帶電粒子束曝光裝置，其中一帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀，並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該裝置係包含有：一腔室’該帶電粒子束係通過該腔室，該腔室本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •k-!-----訂·！ _線· 擲 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製六、申請專利範圍被分隔成一個具有大束電流的區域和一個具有小束電流的區域；真空聚’用以在該具有大束電流的區域中保持一第一真空狀態；真空录’用以在該具有小電流束的區域中保持一第二真空狀態，其係具有較該第一真空狀態高的壓力；及氣體引入構件，係用以將多種濃度的臭氧氣體引入至該腔室，其中在該帶電粒子束正通過該腔室被照射的同時該臭氧被引入該腔室，其中在帶電粒子束電流被減少的位置處，該等多種濃度的臭氧氣體沿著該帶電粒子束被增加。 15_ —種帶電粒子束曝光裝置，其中一帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀’並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該裝置係包含有：一腔室，該帶電粒子束係被通過該腔室；氣體引入構件，係用以將臭氧氣體引入至該腔室；及散射氣體引入構件，係用以引入供散射該通過該腔室之帶電粒子束用之氣體，其中臭氧氣體在該帶電粒子束正通過該腔室被輻照的同時被引入至該腔室。 16.如申請專利範圍第15項所述之帶電粒子束曝光裝置，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 K 2,.V. ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) k---------訂‘丨-------線. y Jr 丨I I 癒藤麵.:邏絲两 4 6 4 9 0 9 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中該用於散射該帶電粒子束之氣體包括氧氣或是一種來自组成氣、复 '和氣之群組的稀有氣體。 17_如申請專利範園第2項所述之帶電粒子束曝光方法，係進一步包含有一具有一個孔的孔板，係被設置在該第一腔室與該第二腔室之間，其中在該孔處的氣體流量的通導率被減少。 18_ —種帶電粒子束曝光方法，其中一帶電粒子束以圖型資料為基礎被定以形狀，並且該被定以形狀的帶電粒子束被輻照至一樣品上之所欲的位置，該方法係包含有下列步驟：將臭氧氣體引入至一腔室中，該帶電粒子束係被通過該腔室、被定以形狀、並被偏轉，俾可被輻照至該所欲的位置：及在該帶電粒子束通過該腔室被輻照的同時，在該腔室中保持一臭氧氣體濃度，以便平衡在該腔室内組件上的污染物之沉積與由於被維持的臭氧氣體而執行之適當的组件清潔。 19. 如申請專利範圍第18項所述之帶電粒子束曝光裝置，其中於帶電粒子束的電流被縮小的位置處，沿該帶電粒子束之下游區域處的臭氧氣體浪度比沿該帶電粒子束之上游大。 20. —種帶電粒子東曝光裝置，係包含有：用以沿著一帶電粒子束將臭氧氣體引入，以從該帶電粒子束曝光裝置内之組件將污染物移除之 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) I ---1! —I 訂---I--!線· 297公釐）

六、申請專利範圍件；及用以沿著該帶電粒子束控制該被引入臭氧氣體之濃度，而使在腔室令的污染物之沉積程度和由該被引入的臭氧氣體所造成的清潔污染物之程度平衡之構件。 21，如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束曝光方法，其中該臭氧氣體被引入至該第二腔室’而與該帶電粒子束反應形成自由基。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉